Abstract
A statistical analysis of published long-term photometric monitoring observations of the gravitationally lensed quasar PG 1115+080 in the optical is presented. This goal of this study is determining the time delay between variability of the quasar manifest in its various images. Light curves of the components of PG 1115+080 obtained in 2001–2006 at the Maidanak Observatory (Uzbekistan) are considered. A linear trend is observed in the light curves of all four components during 2006, with rapid brightness variations observed only in components A1 and C. This could be a consequence of microlensing or observational errors. Application of a modified cross-correlation method to the photometric data obtained in 2004–2005 yields the time delays τ BC = 22 +2−3 days, τ AC = 12 +2−1 days, and τ BA = 10 +2−3 days, in agreement with results obtained earlier by Schechter et al. and Barkana for 1995–1996 light curves using two different statistical-analysis methods. However, the new values of τ BA and τ BC differ from those obtained by Vakulik et al. using the same Maidanak Observatory data. The ratio τ AC/τ BA ∼1.2, which is close to the values obtained by Barkana (∼1.13) and predicted by lens models (∼1.4); these differ from the values obtained by Schechter et al. (∼0.7) and Vakulik et al. (∼2.7).
Similar content being viewed by others
References
A. Einstein, Ann. Phys. 340, 898 (1911).
S. Refsdal, Mon. Not. R. Astron. Soc. 128, 307 (1964).
S. Refsdal, Mon. Not. R. Astron. Soc. 132, 101 (1966).
C. S. Kochanek, Astrophys. J. 578, 25 (2002).
A. G. Riess, L. Macri, S. Casertano, H. Lampeitl, H. C. Ferguson, and A. V. Filippenko, Astrophys. J. 730, 119 (2011).
M. Tegmark, M. A. Strauss, M. R. Blanton, K. Abazajian, S. Dodelson, H. Sandvik, X. Wang, D. H. Weinberg, I. Zehavi, N. A. Bahcall, F. Hoyle, D. Schlegel, R. Scoccimarro, M. S. Vogeley, A. Berlind, N. Budavari, A. Connolly, D. J. Eisenstein, D. Finkbeiner, J. A. Frieman, J. E. Gunn, L. Hui, B. Jain, D. Johnston, S. Kent, H. Lin, R. Nakajima, R. C. Nichol, J. P. Ostriker, A. Pope, R. Scranton, U. Seljak, R. K. Sheth, A. Stebbins, A. S. Szalay, I. Szapudi, Y. Xu, J. Annis, J. Brinkmann, S. Burles, F. J. Castander, I. Csabai, J. Loveday, M. Doi, M. Fukugita, B. Gillespie, G. Hennessy, D. W. Hogg, Z. Ivezic, G. R. Knapp, D. Q. Lamb, B. C. Lee, R. H. Lupton, T. A. McKay, P. Kunszt, J. A. Munn, L. O’Connell, J. Peoples, J. R. Pier, M. Richmond, C. Rockosi, P. Schneider, Ch. Stoughton, D. L. Tucker, D. E. van den Berk, B. Yanny, and D. G. York, Phys. Rev. D 69, 3501 (2004).
P. A. R. Ade, N. Aghanim, C. Armitage-Caplan, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A. J. Banday, R. B. Barreiro, J. G. Bartlett, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoît, A. Benoit-Lévy, J. - P. Bernard, M. Bersanelli, P. Bielewicz, J. Bobin, J. J. Bock, A. Bonaldi, J. R. Bond, J. Borrill, F. R. Bouchet, M. Bridges, M. Bucher, C. Burigana, R. C. Butler, E. Calabrese, B. Cappellini, J. - F. Cardoso, A. Catalano, A. Challinor, A. Chamballu, R. -R. Chary, X. Chen, H. C. Chiang, L. -Y Chiang, P. R. Christensen, S. Church, D. L. Clements, S. Colombi, L. P. L. Colombo, F. Couchot, A. Coulais, B. P. Crill, A. Curto, F. Cuttaia, L. Danese, R. D. Davies, R. J. Davis, P. de Bernardis, A. de Rosa, G. de Zotti, J. Delabrouille, J. -M. Delouis, F. - X. Désert, C. Dickinson, J. M. Diego, K. Dolag, H. Dole, S. Donzelli, O. Doré, M. Douspis, J. Dunkley, X. Dupac, G. Efstathiou, F. Elsner, T. A. Enßlin, H. K. Eriksen, F. Finelli, O. Forni, M. Frailis, A. A. Fraisse, E. Franceschi, T. C. Gaier, S. Galeotta, S. Galli, K. Ganga, M. Giard, G. Giardino, Y. Giraud-Héraud, E. Gjerløw, J. González-Nuevo, K. M. Górski, S. Gratton, A. Gregorio, A. Gruppuso, J. E. Gudmundsson, J. Haissinski, J. Hamann, F. K. Hansen, D. Hanson, D. Harrison, S. Henrot-Versillé, C. Hernández-Monteagudo, D. Herranz, S. R. Hildebrandt, E. Hivon, M. Hobson, W. A. Holmes, A. Hornstrup, Z. Hou, W. Hovest, K. M. Huffenberger, A. H. Jaffe, T. R. Jaffe, J. Jewell, W. C. Jones, M. Juvela, E. Keihänen, R. Keskitalo, T. S. Kisner, R. Kneissl, J. Knoche, L. Knox, M. Kunz, H. Kurki-Suonio, G. Lagache, A. Lähteenmäki, J. -M. Lamarre, A. Lasenby, M. Lattanzi, R. J. Laureijs, C. R. Lawrence, S. Leach, J. P. Leahy, R. Leonardi, J. León-Tavares, J. Lesgourgues, A. Lewis, M. Liguori, P. B. Lilje, M. Linden-Vørnle, M. López-Caniego, P. M. Lubin, J. F. Macías-Pérez, B. Maffei, D. Maino, N. Mandolesi, M. Maris, D. J. Marshall, P. G. Martin, E. Martínez-González, S. Masi, M. Massardi, S. Matarrese, F. Matthai, P. Mazzotta, P. R. Meinhold, A. Melchiorri, J. -B. Melin, L. Mendes, E. Menegoni, A. Mennella, M. Migliaccio, M. Millea, S. Mitra, M.-A. Miville-Deschênes, A. Moneti, L. Montier, G. Morgante, D. Mortlock, A. Moss, D. Munshi, J. A. Murphy, P. Naselsky, F. Nati, P. Natoli, C. B. Netterfield, H. U. Nørgaard-Nielsen, F. Noviello, D. Novikov, I. Novikov, I. J. O’Dwyer, S. Osborne, C. A. Oxborrow, F. Paci, L. Pagano, F. Pajot, D. Paoletti, B. Partridge, F. Pasian, G. Patanchon, D. Pearson, T. J. Pearson, H. V. Peiris, O. Perdereau, L. Perotto, F. Perrotta, V. Pettorino, F. Piacentini, M. Piat, E. Pierpaoli, D. Pietrobon, S. Plaszczynski, P. Platania, E. Pointecouteau, G. Polenta, N. Ponthieu, L. Popa, T. Poutanen, G. W. Pratt, G. Prézeau, S. Prunet, J. -L. Puget, J. P. Rachen, W. T. Reach, R. Rebolo, M. Reinecke, M. Remazeilles, C. Renault, S. Ricciardi, T. Riller, I. Ristorcelli, G. Rocha, C. Rosset, G. Roudier, M. Rowan-Robinson, J. A. Rubiño-Martín, B. Rusholme, M. Sandri, D. Santos, M. Savelainen, G. Savini, D. Scott, M. D. Seiffert, E. P. S. Shellard, L. D. Spencer, J. -L. Starck, V. Stolyarov, R. Stompor, R. Sudiwala, R. Sunyaev, F. Sureau, D. Sutton, A. -S. Suur-Uski, J. -F. Sygnet, J. A. Tauber, D. Tavagnacco, L. Terenzi, L. Toffolatti, M. Tomasi, M. Tristram, M. Tucci, J. Tuovinen, M. T ürler, G. Umana, L. Valenziano, J. Valiviita, B. Van Tent, P. Vielva, F. Villa, N. Vitto B. D. Wandelt, I. K. Wehus, M. White, S. D. M. White, A. Wilkinson, D. Yvon, A. Zacchei, and A. Zonca, arXiv:131303. 5076 [astro-ph. CO] (2013)
D. Spergel, R. Flauger, and R. Hlozek, arXiv:1312. 3313v1 [astro-ph. CO] (2013).
M. E. Jones, A. C. Edge, K. Grainge, W. F. Grainger, R. Kneissl, G. G. Pooley, R. Saunders, Sh. J. Miyoshi, T. Tsuruta, K. Yamashita, Yu. Tawara, A. Furuzawa, A. Harada, and I. Hatsukade, Mon. Not. R. Astron. Soc. 357, 518 (2005).
M. Tewes, F. Courbin, G. Meylan, C. S. Kochanek, E. Eulaers, N. Cantale, A. M. Mosquera, I. Asfandiyarov, P. Magain, H. van Winckel, D. Sluse, R. K. S. Keerthi, C. S. Stalin, T. P. Prabhu, P. Saha, and S. Dye, Messenger 150, 49 (2012).
R. J. Weymann, D. Latham, and J. Roger, Nature 285, 641 (1980).
E. K. Hege, E. N. Hubbard, P. A. Strittmatter, and S. P. Worden, Astrophys. J. Lett. 248, L1 (1981).
P. Young, R. S. Deverill, J. E. Gunn, J. A. Westphal, and J. Kristian, Astrophys. J. 244, 723 (1981).
C. A. Christian, D. Crabtree, and P. Waddell, Astrophys. J. 312, 45 (1987).
J. P. Henry and J. N. Heasley, Nature 321, 139 (1986).
J. L. Tonry, Astron. J. 115, 1 (1998).
F. Courbin, P. Magain, C. R Keeton. C. S. Kochanek, C. Vanderriest, A. O. Jaunsen, and J. Hjorth, Astron. Astrophys. 324, L1 (1997).
J. Kristian, E. J. Groth, E. J. Shaya, D. P. Schneider, J. A. Holtzman, W. A. Baum, B. Campbell, A. Code, D. G. Currie, G. E. Danielson, S. P. Ewald, J. J. Hester, R. M. Light, C. R. Lynds, E. J. O’Neil, Jr., P. K. Seidelmann, and J. A. Westphal, Astron. J. 106, 1330 (1993).
D. Narasimha and S. M. Chitre, in Gravitational Lenses, Ed. by R. Kayser, Th. Schramm, and L. Nieser, Lect. Notes Phys., vol. 406 (Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1992), p. 128.
C. Vanderriest, G. Wlerick, G. Lelievre, J. Schneider, H. Sol, D. Horville, L. Renard, and B. Servan, Astron. Astrophys. 158, L5 (1986).
C. R. Keeton and C. S. Kochanek, Astrophys. J. 487, 42 (1997)
P. L. Schechter, C. D. Bailyn, R. Barr, R. Barvainis, Ch. M. Becker, G. M. Bernstein, J. P. Blakeslee, S. J. Bus, A. Dressler, E. E. Falco, R. A. Fesen, Ph. Fischer, K. Gebhardt, D. Harmer, J. N. Hewitt, J. Hjorth, T. Hurt, A. O. Jaunsen, M. Mateo, D. Mehlert, D. O. Richstone, L. S. Sparke, J. R. Thorstensen, J. L. Tonry, G. Wegner, D. W. Willmarth, and G. Worthey, Astrophys. J. 475, 85 (1997).
W. H. Press, G. B. Rybicki, and J. N. Hewitt, Astrophys. J. 385, 404 (1992).
R. Barkana, Astrophys. J. 489, 21 (1997).
J. Pelt, J. Hjorth, S. Refsdal, R. Schild, and R. Stabell, Astron. Astrophys. 337, 681 (1998).
V. G. Vakulik, V. M. Shulga, R. E. Schild, V. S. Tsvetkova, V. N. Dudinov, A. A. Minakov, S. N. Nuritdinov, B. P. Artamonov, A. Ye. Kochetov, G. V. Smirnov, A. A. Sergeyev, V. V. Konichek, I. Ye. Sinelnikov, V. V. Bruevich, T. Akhunov, and O. Burkhonov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 400, L90 (2009).
E. Eulaers and P. Magain, Astron. Astrophys. 536, A44 (2011).
I. Burud, P. Magain, S. Sohy, and J. Hjorth, Astron. Astrophys. 380, 805 (2001).
J. Pelt, R. Kayser, S. Refsdal, and T. Schramm, Astron. Astrophys. 305, 97 (1996).
Measuring and Modeling the Universe, Carnegie Observatories Astrophysics Series, vol. 2, Ed. by W. L. Freedman (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2003).
V. L. Oknyanskii, Astron. Lett. 19, 416 (1993).
C. W. Morgan, C. S. Kochanek, X. Dai, N. D. Morgan, and E. E. Falco, Astrophys. J. 689, 755 (2008).
V. S. Tsvetkova, V. G. Vakulik, V. M. Shulga, R. E. Schild, V. N. Dudinov, A. A. Minakov, S. N. Nuritdinov, B. P. Artamonov, A. Ye. Kochetov, G. V. Smirnov, A. A. Sergeyev, V. V. Konichek, I. Ye. Sinelnikov, A. P. Zheleznyak, V. V. Bruevich, R. Gaisin, T. Akhunov, and O. Burkhonov, Mon. Not. R. Astron. Soc. 406, 2764 (2010).
C. M. Gaskell and L. S. Spark, Astrophys. J. 305, 175 (1986).
C. M. Gaskell and B. M. Peterson, Astrophys. J. Suppl. Ser. 65, 1 (1987).
R. A. Edelson and J. H. Krolik, Astrophys. J. 333, 646 (1988).
L. S. Slavcheva-Mihova, V. L. Oknyanskij, and B. M. Mihov, Astrophys. Space Sci. 275, 385 (2001).
V. L. Oknyanskij, V. M. Lyutyi, O. G. Taranova, and V. I. Shenavrin, Astron. Lett. 25, 411 (1999).
V. L. Oknyanskij, V. M. Lyuty, and K. K. Chuvaev, Proc. IAU Symp. 159, 401 (1994).
V. L. Oknyanskij and E. van Groningen, Astron. Astrophys. Trans. 14, 105 (1997).
E. A. Koptelova, V. L. Oknyanskij, and E. V. Shimanovskaya, Astron. Astrophys. 452, 37 (2006).
E. Koptelova,W. P. Chen, T. Chiueh, B. P. Artamonov, V. L. Oknyanskij, S. N. Nuritdinov, O. Burkhonov, T. Akhunov,V. V. Bruevich, O. V. Ezhkova, A. S. Gusev, A. V. Sergeyev, Sh. A. Ehgamberdiev, and M. A. Ibragimov, Astron. Astrophys. 544, A51 (2012).
J. Pelt, W. Hoff, R. Kayser, S. Refsdal, and T. Schramm, Astron. Astrophys. 286, 775 (1994).
W. Zheng, G. A. Kriss, R. C. Telfer, J. P. Grimes, and A. F. Davidsen, Astrophys. J. 475, 469 (1997).
J. Timmer and M. Koenig, Astron. Astrophys. 300, 707 (1995).
U. Borgeest, Astron. Astrophys. 128, 162 (1983)
J. H. Cooke and R. Kantowski, Astrophys. J. Lett. 195, L11 (1975).
R. Kayser and S. Refsdal, Astron. Astrophys. 128, 156 (1983).
P. Schneider, Astron. Astrophys. 143, 413 (1985).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Original Russian Text © E.V. Shimanovskaya, V.L. Oknyanskii, B.P. Artamonov, 2015, published in Astronomicheskii Zhurnal, 2015, Vol. 92, No. 1, pp. 15–28.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Shimanovskaya, E.V., Oknyanskii, V.L. & Artamonov, B.P. Determining the time delays in the gravitational lens PG 1115+080. Astron. Rep. 59, 12–24 (2015). https://doi.org/10.1134/S1063772915010084
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1134/S1063772915010084